13.2 熔化与凝固 讲义 -2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第十三章 温度与物态变化 第二节 熔化与凝固 3 学科网（北京）股份有限公司 一、课前准备 1. 水的三态变化。如：严冬到来，河水凝固成冰；春天到来，江河中的冰要熔化成水；夏天，晒在太阳下的湿衣服变干了，水变成了水蒸气。 2. 点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。 二、物质存在的状态及物态变化 （一）物质存在的状态 1. 固态：有一定体积和形状。 如：石块、金属块、煤炭等； 2. 液态：有一定体积，但没有固定形状。 如：水、食用油、煤油、汽油、液态酒精等； 3. 气态：既没有一定的体积，也没有固定形状。 如：空气、氧气、氮气等。 （二）物态变化 1. 情境探究：将冰放入水壶，然后加热，观察冰的变化。不断加热，水沸腾后，戴上手套，并拿着勺子靠近壶嘴，观察现象。 现象分析：在加热过程中，冰变成了水，水变成水蒸气，水蒸气在勺子上又复原成水。如果把水放入冰箱，水还可以变为冰。 2. 规律总结：实验表明，物质存在的状态在一定条件下是可以发生变化的。 3. 定义：物质由一种状态变成另一种状态的过程叫作“物态变化”。 4. 水无常形，变化万千，无处不在。请你在下面的横线上写出物质存在的形态。 雨： 雪： 冰： 霜： 水蒸气： 露： 雾： 三、熔化和凝固 （一）现象探究：固态和液态之间的转化 1. 从固态变成液态 夏天，从冰柜中拿出的冰糕在太阳下慢慢熔化； 加热沥青、蜂蜡时，沥青、蜂蜡慢慢变软，最后变成液态； 2. 从液态变为固态 冬天，小河里的水结冰； 把加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后做从液态变出各种各样的固体玩具； 熔化后的铁水冷却后变成铁块。 （二）熔化和凝固的概念 物质由“固态”变为液态的过程，称为“熔化”； 物质由“液态”变为固态的过程，称为“凝固”。 1. 熔化的特点 实验探究：固体熔化时温度的变化规律。 [提出问题]熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？海波和蜂蜡的熔化规律相同吗？ [猜想与假设]熔化是在加热的条件下发生的，熔化时的温度可能会不断上升，海波和蜂蜡的熔化规律可能会不相同。 [设计并进行实验]组装实验装置，在两个分别盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管放在盛水的烧杯中，这样可以使试管均匀受热。用酒精灯对烧杯缓慢加热，仔细观察温度计的示数变化和试管内海波与蜂蜡的物态变化情况。 将时间和温度记录在表格中。 时间 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 海波温度 40 42 44 46 48 48 48 48 51 54 57 蜂蜡温度 40 40.5 41.5 42.2 43.1 44.5 46 47.5 49 51 54 [数据处理]用横坐标表示时间，用纵坐标表示温度，并根据数据的大小选择合适的分度值，根据表格中各个时刻对应的温度分别用点画在方格纸上，然后将这些点用平滑曲线连接起来，就得到了海波和蜂蜡熔化过程中的温度—时间图像。 [分析论证] ①从海波的熔化图像可以看出，海波经过加热温度逐渐上升，当温度达到48℃时，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度保持不变，此时处于固液共存状态，直至全部熔化完毕，温度才开始继续上升。 ②蜂蜡的熔化过程则不同于海波的熔化过程，随着加热时间的增加，蜂蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀最后变为液态，整个过程一直在吸热，温度一直升高。 [探究归纳] ①物质在熔化过程中要“吸收热量”； ②不同物质的熔化特点不一样，有些物质如海波具有固定的熔化温度，即在熔化过程中吸收热量但温度保持不变，有些物质如蜂蜡没有固定的熔化温度，在熔化过程中吸收热量，温度不断上升。 四、晶体和非晶体，熔点和凝固点 1. 晶体和非晶体 有确定熔化温度的一类固体叫作晶体，没有确定熔化温度的一类固体叫作非晶体。 常见的晶体：冰、海波、金属、萘、水晶、食盐等； 常见的非晶体：玻璃、沥青、松香、蜂蜡等。 2. 熔点和凝固点 熔点：晶体熔化时的温度叫作熔点。晶体不同，熔点一般不同；非晶体没有熔点。 凝固点：晶体凝固时的温度叫作凝固点。同种晶体的熔点和凝固点相同；非晶体没有凝固点。 3. 熔化吸热，凝固放热 ①熔化吸热。晶体在熔化过程中虽然温度保持不变，但要继续吸收热量，才能确保熔化过程的完成。可见晶体在熔化过程中虽然吸收热量但温度不变，变化的是晶体的状态(由固态向液态转化)。 熔化吸热在生活中的应用：如用0℃的冰来冷却物品，这是因为0℃的冰熔化时要吸收大量的热，冷却效果比0℃的水要好；夏天吃雪糕感觉凉快，是雪糕熔化时会吸收热量的缘故。 ②凝固放热。但温度保持不变，变化的也是晶体的状态(由液态向固态转化)。 凝固放热在生活中的应用：如冬天贮菜时，人们常在地窖里放几桶水，当气温下降至0℃以下时，桶里的水会凝固成冰，在凝固过程中，水会放出热量，可使地窖的温度不至于降得太低，从而避免蔬菜被冻坏。 4. 晶体熔化时需要两个条件：温度达到熔点和继续吸热。凝固是熔化的相反过程，所以晶体凝固也需要满足两个条件：温度达到凝固点和继续放出热量。 5. 易误点辨析 ①ABCD段是吸热过程，DEFG段是放热过程。 ②段 ③段 ④段 ⑤段 ⑥段 ⑦段 五、同步练习 1. 把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，当烧杯中的冰块有大半熔化时，大试管中的冰（ ） A. 熔化一部分 B. 全部熔化 C. 一点也不熔化 D. 无法判断 解析：冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但完全熔化前温度保持不变。所以试管中的冰达到熔点，但由于温度相同没有热传递，则不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化。 2.在研究某物质熔化过程中温度的变化规律时，持续加热该物质，记录并描绘出了该物质温度随时间变化的图像，根据图像可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断依据是 解析：由图知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以该物质为晶体。 3. 寒冷的深秋，果农经常在傍晚给桔子树喷水。水在夜间结成了冰，但桔子却没被冻伤，这是为什么？ 答： 解析：夜间气温骤降时，水降温至凝固成冰，放出热量，使温度不会降得太低，所以没有冻坏桔子。 4. 如图是锡的熔化和凝固的图象，根据图象回答： ①锡的熔点是 ℃，凝固点是 ℃。 ②在BC段，锡处于 态；在DE段，锡处于 态。 ③锡的熔化用了 min，它熔化过程中要 热，但温度 。 ④锡从10min到12min这段时间间隔内处于 态。 解析：①锡在230℃时开始熔化，有确定的熔点，故锡为晶体，同种晶体的熔点和凝固点相等，即凝固点也是230℃。②在BC段，锡处于熔点温度下，所以处于固液共存状态；在DE段，锡处于降温过程中，所以处于液态；③锡从3分钟开始熔化，到7分钟熔化完成，所以锡的熔化用了4min，它熔化过程中要吸热，但温度不变；④锡从10min到12min这段时间间隔内处于固液共存态。 5. 严寒的冬季，当桥面上结冰时，交通管理人员往桥面上撒盐，这样做的主要原因是什么？ 答： 解析：主要作用是盐和冰雪混合后可以降低冰的熔点，即熔点低于当地温度，加快积雪的熔化。 6. 市场上有一种“55℃保温杯”，外层为隔热材料，内层为导热材料，夹层间有“神奇物质”。开水倒入杯中数分钟后，水温降为55℃且能较长时间保持不变。“神奇物质”在55℃（　 ） A．一定处于固态 B．一定处于液态 C．“神奇物质”的熔点为在 55℃ D．55℃是它的沸点 解析：这种“神奇物质”能长时间维持在55℃，因此该物质是一种晶体，因此55℃的这种物质可能是固态（达到熔点尚未熔化），可能是液态（刚刚熔化结束），也可能是固液混合态（熔化过程中）。 7. 下列图象能描述液体凝固成晶体的图象是（　 ） A B C D 解析：B项液体温度降低到一定温度，不断放热，温度保持不变，符合晶体凝固特点，是晶体凝固的图象。 8. 坩埚是冶炼金属用的一种陶瓷锅，能够耐高温。坩埚内盛有锡块，坩埚放在电炉上加热，锡在逐渐熔化的过程中（　 ） A．要不断吸热，温度不断上升 B．要不断放热，温度不断上升 C．要不断吸热，温度保持不变 D．要不断放热，温度保持不变 解析：锡是金属，是晶体，晶体在熔化过程中吸收热量，温度保持不变。 9. 在下列各图中，能正确描述铁轨的铸造过程中温度变化的是（　 ） 解析：铁是金属，是晶体。在铸造铁轨的过程中，应先将铁熔化，达到一定温度后进行浇铸，并重新使其凝固成固体，D项符合题意。 10. 下表提供了几种常见物质的熔点，运用所学的知识解决下面的问题： ⑴一般火焰的温度可达到800℃左右，因此炒菜的锅应选择表中材料 制作。 ⑵俗话说“真金不怕火炼”，从物理角度分析的意思是： ⑶白炽灯的灯丝发光时温度高达2000℃，选择钨作为灯丝，是因为 。 解析：熔点高于火焰温度的金属有：钨、金、铁。但钨的坚固性不好，金的价格太高，所以选择铁；金的熔点高，不易熔化；选择钨作为灯丝，是因为钨的熔点高。 11. 在很冷的冬天，用一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一块粗大的冰上，如图所示： 一段时间后出现了如下有趣的现象：细金属丝穿过了冰块，而冰块保持完整。 (1)在此过程中，冰块发生的物态变化主要有 (2)对此现象的出现，他们提出了以下三种猜想： 猜想1：冰块的厚度越小，冰的熔点越低。 猜想2：金属丝的温度低于冰的熔点。 猜想3：金属丝对冰块的压强越大，冰的熔点越低。 ①根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想2是错误的。判断的依据是： ②请设计一个简单的实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案： 解析：(1)熔化和凝固；(2)①金属丝能使冰块熔化，温度不可能低于冰的熔点；②保持金属丝所挂重物不变，用粗细不同的金属丝连接重物后挂在同一冰块上，比较相同时间内金属丝陷进冰块的程度（合理即可） $$